45
Первая ступень распределения электроэнергии [4,8]:
- линии от сборных шин НН ЦТП к отдельным мощным потребителям
(3) в случае их небольшого количества (чтобы не расширять
распределительное устройство НН) и размещения в разных направлениях от
ТП потребителей;
- линии от сборных шин НН ТП (1) до СРШ (2).
Вторая ступень распределения электроэнергии [4,8] - линии от СРШ (2)
к отдельным потребителям (3). В чисто магистральных схемах (рисунок 1.10)
как отдельные потребители (4), так и отдельные РП (3) присоединяются к
магистралям (2). Такими магистралями для потребителей является ШРА
(рисунок 1.10, а), СРШ (рисунок 1.10, б) и модульные проводки (рисунок
1.10, д), или магистральные кабельные линии, которые присоединены к
распределительному устройству НН ТП. Максимальное упрощение
распределительного устройства НН ЦТП получается в схеме блока
«трансформатор – магистраль» (БТМ), в которой к трансформатору
присоединяется только один шкаф ввода, от которого отходит ШМА
(рисунок 1.10, в). Допускается как исключение присоединять в «цепочку»
(рисунок 1.10, г) до трех потребителей одного назначения при небольшой их
мощности (до 1 кВт), если: в СРШ мало присоединений; потребители
расположены близко друг от друга, но значительно удалены от СРШ.
Однофазные и трехфазные потребители в одну «цепочку» не соединяют.
46
Рисунок 1.10 - Магистральные схемы питания электроприёмников напряжением до
1 кВ: а - с распределенной нагрузкой; б - с сосредоточенной нагрузкой; в - блок
"трансформатор - магистраль"; г - "цепочка"; д - модульная; 1 - распределительное
устройство НН ЦТП; 2 - магистрали, 3 - силовой распределительный шкаф (СРШ); 4 -
электроприёмник
На конечном этапе распределения электроэнергии силовая
электрическая сеть выполняется по смешанной схеме [1,3,4,8].
Смешанная схема (рисунок 1.10) сочетает в себе элементы
магистральной и радиальной: часть потребителей (4) получает питание от
магистралей (2), часть - от СРШ (3), которые, в свою очередь, питаются от
распределительного устройства НН ЦТП (1) или от ШРА. Такое сочетание
позволяет более полно использовать преимущества обеих схем в условиях
реального размещения потребителей.
При любых схемах питания следует так размещать оборудование,
чтобы свести к минимуму длину питающей сетей и обратные потоки
электроэнергии [4,8].
47
Рисунок 1.11 - Пример смешанной схемы: 1 - распределительное устройство НН
ЦТП; 2 - магистрали; 3 - силовой распределительный шкаф; 4 - электроприёмник
2.3. Анализ технических условий проекта системы электроснабжения
микрорайона
В работе разрабатывается система электроснабжения микрорайона
города Красногвардейска Оренбургской области.
Такая система электроснабжения микрорайона состоит из центрального
распределительного пункта (ЦРП) 10 кВ, трансформаторных подстанций
(ТП-10/0,4 кВ), питающей сети 0,4 кВ, распределительной сети 0,4 кВ, а
также электрической осветительной сети.
При разработке необходимо скомпоновать систему электроснабжения
из стандартных изделий, выпускаемых промышленностью, которая была бы
надежной и экономичной, обеспечила бы электробезопасность
обслуживающего ее персонала [1,5,11].
Для этого, на основе расчетов, надо выбрать из многообразия
представленных в каталогах заводов-изготовителей такие элементы, которые
в большей степени соответствуют указанным выше требованиям,
48
состыковать отдельные элементы конструктивно и подтвердить расчетами
работоспособность системы в нормальном и аварийном режимах.
В микрорайоне преобладают жилые многоэтажные дома (всего – 18
жилых строений разной этажности), в которых имеются лифтовые установки
пассажирского и грузового назначения.
Также на территории микрорайона расположено 13 общественно-
административных и коммунально-бытовых предприятий:
продовольственные и непродовольственные магазины, школа, детские
дошкольные учреждения, пиццерия, а также администрация района.
В составе жилого микрорайона большую часть потребителей
электрической энергии по надежности электроснабжения составляют
потребители второй категории.
Среди остальных потребителей электрической энергии по надежности
электроснабжения в микрорайоне выделяется потребитель первой категории
надёжности – образовательная школа, к системе электроснабжения которой
предъявляются особо жесткие требования, а также потребители третьей
категории – жилые дома с природным газом, а также магазины
непродовольственных товаров.
Характеристики жилых домов и общественных зданий приведены в
таблицах 1.1 и 1.2 соответственно.
Таблица 1.1
Характеристика жилых зданий микрорайона
№
поз
Количество
Тип плит
для
приготов-
ления пищи
Количество и
мощность лифтов
Категория
ЭП по
надежности
электро-
снабжения
пассажир-
ских
грузо-
вых
-
Nэ
Nп
Nкв
-
Nл/Рл
Nл/Рл
-
-
подъездов
этажей
квартир
ЭП/ПГ
шт/кВт
шт/кВт
-
80
6
14
252
ЭП
6 /4,5
6 /7,5
II
62
3
5
60
ПГ
-
-
III
49
60
5
9
180
ПГ
5/4,5
5/7,5
III
64
6
5
94
ПГ
-
-
III
68
3
17
158
ЭП
3/4,5
3/7,5
II
78
5
9
135
ЭП
5/ 4,5
-
II
76
4
12
122
ЭП
4 /4,5
4/7,5
II
84
3
10
120
ЭП
3 /4,5
-
II
30
3
10
86
ПГ
3/4,5
-
III
24
6
17
220
ПГ
6 /4,5
6 /7,5
III
16
8
5
156
ПГ
-
-
III
10
5
5
75
ПГ
-
-
III
6
7
5
103
ПГ
-
-
III
4
2
12
72
ЭП
2/4,5
-
II
110
4
17
170
ЭП
4/4.5
4/7,5
II
104
3
12
108
ЭП
3/4,5
-
II
96
2
15
90
ЭП
2/4,5
2/7,5
II
84
4
12
172
ЭП
4 /4,5
4/7,5
II
Таблица 1.2
Характеристика общественно-административных зданий и
коммунально-бытовых предприятий микрорайона
№
поз
Общественное здание
Единица
колич.
показателя
Колич.
показатель,
М
Категория ЭП по
надежности
электроснабжения
82
Продовольственный магазин с
кондиционерами
м
2
600
II
72
Школа с эл.фиц.столовой и
спортзалом
учащихся
1500
I
66
Детские дошкольные учреждения
мест
200
II
86
Детские дошкольные учреждения
мест
120
II
26
Администрация района
(с кондиционированием воздуха)
м
2
1000
II
20
Детские дошкольные учреждения
мест
140
II
18
Пиццерия (предприятия
общественного питания
мест
520
II
50
полностью электрифицированные)
112
Детские дошкольные учреждения
мест
100
II
10
Продовольственный магазин
с кондиционерами
м
2
1000
II
6
Продовольственный магазин
без кондиционера
м
2
200
II
102
Непродовольственный магазин
с кондиционерами
м
2
1500
II
68
Продовольственный магазин
с кондиционерами
м
2
800
II
76
Непродовольственные магазины
без кондиционирования воздуха
м
2
500
II
Площадь проектируемого микрорайона – 42 га.
Генеральный план микрорайона застройки представлен на рисунке
1.12.
Рисунок 1.12 - Генеральный план застройки микрорайона
51
2.4 Выбор схемы электроснабжения микрорайона
Электроснабжение проектируемого микрорайона осуществляется от
энергосистемы г. Красногвардейска на номинальном напряжении 10 кВ.
Источником питания проектируемого микрорайона является
центральный распределительный пункт (ЦРП) 10 кВ, получающий питание
от энергосистемы. Центральный распределительный пункт выполнен по
схеме с секционированной системой сборных шин с применением АВР. На
ЦРП предусмотрена раздельная работа секций сборных шин, которые
питаются от независимых источников согласно [1].
Питание трансформаторных подстанций ТП-10/0,4 кВ осуществляется
от ЦРП по радиальной схеме электроснабжения. При этом все ТП-10/0,4 кВ в
системе электроснабжения микрорайона – двухтрансформаторные, и каждый
трансформатор питается от ЦРП отдельной кабельной линией от разных
секций шин.
От ТП-10/0,4 кВ получают питание вводные распределительные
устройства (ВРУ) потребителей, схемы электроснабжения которых описаны
ниже.
В схеме электроснабжения микрорайона имеется электроприёмник I
категории надёжности, а также подавляющее большинство
электроприёмников II категории надёжности, поэтому, согласно [1,3],
принимается схема с необходимым резервированием – схема с
секционированной системой сборных шин с применением АВР на стороне
0,4 кВ.
При этом питание электроприемников первой категории по сети
0,38/0,22 кВ осуществляется от разных независимых источников при
условии, что на шинах 0,38 кВ двухтрансформаторных ТП и
непосредственно у потребителей предусмотрено устройство автоматического
включения резерва (АВР) [1,3].
52
На стороне 0,4 кВ для питания потребителей первой категории
применяется двухлучевая схема с АВР, которая показана на рисунке 2.1 [3,4].
Рисунок 2.1 – Двухлучевая схема с АВР
На стороне 0,4 кВ для питания электроприемников II категории
применяются двухлучевые схемы без АВР (рисунок 2.2) [3,4].
Эта же схема используется и для питания электроприемников III
категории, которые нецелесообразно выделять для питания от отдельной
секции ТП в данной схеме электроснабжения проектируемого микрорайона
[1,3,8].
Рисунок 2.2 – Двухлучевая схема без АВР
Схема электроснабжения микрорайона представлена на графическом
листе № 2.
QS1
КЛ1
QS3
АВР
QS2
QS4
КЛ2
ТП
0,4 кВ
ВРУ ЖД
80,68,78,76,84,4, 110,
104,96,84
ОЗ 82,66,86,26,20,
18,112,6,68
QS1
КЛ1
QS3
ВРУ
72
АВР
АВР
QS2
QS4
КЛ2
ТП
0,4 кВ
53
2.5 Определение расчетной нагрузки микрорайона
Расчет ведется по методике [5]. Значение расчетной электрической
нагрузки квартир Р
кв
, кВт, приведенной к вводу жилого здания [5]
. .
,
кв кв уд
Р Р N
(2.1)
где
..кв уд
Р
удельная нагрузка электроприемников квартир,
принимаемая по таблице 6.1 [4], кВт/кв;
N
количество квартир.
Если количество квартир в жилом доме не соответствует табличному
значению, удельная расчетная мощность определяется методом линейной
интерполяции [5]
)1NN(
1N2N
РР
РP
.кв
)2N.(уд.кв)1N.(уд.кв
)1N.(уд.кв)N.(уд.кв
.кв
(2.2)
Расчетная нагрузка силовых электроприемников P
с
, кВт, приведенная к
вводу жилого дома [5]
,
с л сту
P P P
(2.3)
где
л
P
мощность лифтовых установок, кВт;
сту
P
мощность санитарно-технических устройств, кВт.
Мощность лифтовых установок P
л
, кВт [5]
л
i
n
1
n
/
cл
PkP
, (2.4)
где k
с
/
– коэффициент спроса [4];
n
л
– количество лифтовых установок, шт;
Р
ni
– установленная мощность электродвигателя лифта, кВт.
Принимаем, что на объектах нет санитарно-технических устройств, т.е.
P
сту
= 0, следовательно, P
с
= P
л
.
Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых
электроприемников) P
р.ж.д
, кВт, определяется по формуле [5]:
54
. .
,
р ж д кв у с
P P k P
(2.5)
где
–
кв
P
расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к
вводу жилого дома, кВт;
–
с
P
расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, кВт;
–
у
k
коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых
электроприемников.
Расчетная реактивная нагрузка жилого дома Q
р.ж.д.
, кВАр согласно [5]
Q
р.ж.д
= P
кв
∙tg
кв
+ k
у
∙P
с
∙tg
л
, (2.6)
где tg
кв
и tg
л
– расчетные коэффициенты, принимаются по [4].
Полная расчетная нагрузка на вводе в жилое здание S
р.ж.д.
, кВА,
определяется по формуле [5]:
2
.д.ж.р
2
.д.ж.р.д.ж.р
QPS
(2.7)
Расчет нагрузок жилых домов проведён на примере жилого дома № 80
(по плану) с электрическими плитами, при этом:
N
кв
= 252;
N
э
= 6;
N
л
×Р
л
= 6×4,5+6×7,5 кВт.
Принимается мощность электрические плиты 8,5 кВт.
.252
1,36 1,27
1,36 (252 200) 1,34
400 200
кв
P
кВт/кв ;
Р
кв
= 1,34252 = 336,9 кВт;
P
л80
= 0,6∙(6·4,5+6∙7,5) = 43,2 кВт;
P
р.ж.д.80
= 336,9 + 0,9∙43,2 = 375,8 кВт;
Q
р.ж.д.80
= 375,8 ∙0,2 + 0,9∙43,2∙1,17 = 120,6 кВАр;
22
. . .80
375,8 120,6 394,7
р ж д
S
кВА.
Результаты нагрузок для остальных жилых домов приведены в таблице
2.1.